Kampf dem gebundenen Chlor

In öffentlichen Bädern wird üblicherweise meist Chlor zur Desinfektion eingesetzt. Das klassische Desinfektionsmittel lässt sich nicht komplett ersetzen, da sonst die benötigte hohe Desinfektionsleistung und notwendige Keimtötungsgeschwindigkeit nicht eingehalten werden kann. Im laufenden Badebetrieb entstehen durch das freie Chlor und die ins Wasser eingetragenen Belastungsstoffe, z.B. Hautschuppen, Chloramine wie NH₂Cl (Monochloramin) als Nebenprodukte des Desinfektionsprozesses mit Chlor. Diese Chloramine, auch „gebundenes Chlor“ genannt, sind verantwortlich für den typischen Hallenbadgeruch und für Augen- und Schleimhautreizungen bei Wasserkontakt. Die Konzentration der Chloramine ist von mehreren Faktoren abhängig: Wassertemperatur, Beckenvolumen, Anzahl der Badegäste und deren Aktivitätsgrad und das Verfahren zur Wasseraufbereitung. Prinzipiell gilt, je mehr Badegäste, je höher deren Aktivität, je höher die Wassertemperatur und je kleiner das Beckenvolumen desto größer die Menge an entstehenden Chloraminen. Der Grenzwert für gebundenes Chlor beträgt nach der DIN 19 643 0,2 mg pro Liter.

Photochemische Reaktion mit UV-Strahlung

Eine gute Möglichkeit, die Konzentration der Desinfektionsnebenprodukte im Wasserkreislauf zu reduzieren, ist der sogenannte „Chlorominator“ des Wasseraufbereitungsspezialisten Grünbeck in Höchstädt a. d. Donau (www.gruenbeck.de).

In der Anlage wird das gebundene Chlor photochemisch abgebaut. Mit Hilfe von hochenergetischen UV-Strahlen werden die Molekularbindungen der Chloramine aufgebrochen und es entstehen unbedenkliche Stoffe wie Chlorid und Stickstoff. Konstruktiv besteht die Anlage im Wesentlichen aus einem Druckrohr mit zwei sich überlappenden UV-Bestrahlungsbereichen. Im Zuflussbereich finden – je nach Kapazität der Anlage – bis zu sechs 400 Watt-UV-Mitteldrucklampen des Speziallichtquellen-Herstellers Heraeus Noblelight Verwendung (www.heraeus-noblelight.com). Auf Grund des polychromatischen Lampenspektrums im für die Anwendung wirksamen UVC-Spektralbereich von 200 bis 280 nm und einer spezifischen elektrischen Strahlerleistung von mehr als 45 W/cm können die UV-Lichtquellen die Molekülbindungen der Chloramine aufbrechen und dadurch das gebundene Chlor im Badewasser abbauen. Da dieser Prozess ausschließlich durch den Einsatz von UV-Lichttechnik zustande kommt und keinerlei Zusatzstoffe benötigt, ist der Chloraminabbau sehr umweltfreundlich.

Die Abwärme wird nahezu komplett dem Badewasser zugeführt, was den Prozess energieeffizient und damit wirtschaftlich macht. Der hohe Strahlungsfluss der UV-Mitteldruck-Lampen erlaubt kleine Baugrößen und damit kompaktere Wasseraufbereitungs-Anlagen. So messen die 400 Watt-UV-Mitteldruck-Lampen in der Länge nur 140 mm bei einem Durchmesser von rund 16 mm.

UV-Technologie reduziert Chloreinsatz

Neben dem Abbau der Chloramine sorgt der Einsatz von UV-Lampen auch für eine Verringerung des notwendigen Chlors. Die Behandlung von Wasser mit UV-Strahlung ist ein sehr wirksamer physikalischer Prozess, um Wasser zu desinfizieren und Schadstoffe abzubauen. Die energiereichen UVC-Strahlen im Bereich von 200 bis 280 nm zerstören sehr wirkungsvoll Bindungen der DNA-Helix. Damit inaktivieren die UV-Strahlen in Sekunden die Zellen der im Wasser befindlichen Krankheitserreger wie z.B. Viren und Bakterien, die auch keine Resistenzen gegen das UV-Licht entwickeln können. Damit wird die Keimzahl im Schwimmbadwasser reduziert und es kann weniger Chlor verwendet werden. Um diesen Effekt zu verstärken, befinden sich im „Chlorominator“ neben den UV-Mitteldruck-Lampen auch bis zu zwölf Heraeus Noblelight-Niederdruck-Amalgam-Lampen im Auslass der Bestrahlungskammer. Diese sind mit ihrem quasi monochromatischen Spektrum von 254 nm und einem Wirkungsgrad von ca. 35 % sehr gut für die Desinfektion des Schwimmbadwassers geeignet. Im Vergleich zu herkömmlichen Quecksilber-Niederdruck-Lampen bieten Amalgam-Lampen bei gleicher Geometrie eine deutlich höhere Leistung. Während Quecksilber-Niederdruck-Lampen eine spezifische elektrische Leistung von 0,3 bis 0,5 W/cm Leuchtlänge aufweisen, kommen Amalgam-Lampen auf bis zu 6 W/cm. Grund dafür ist das unterschiedliche Druck-Temperatur-Verhalten. Die Quecksilber-Niederdruck-Lampe erreicht bei rund 40 °C ihren optimalen Quecksilberdampfdruck von 0,8 Pa und damit ihre maximale UVC-Strahlung. Eine höhere oder niedrigere Temperatur durch mehr oder weniger elektrische Eingangsleistung führt zu einer reduzierten UVC-Strahlung. Die Amalgam-Lampe erreicht ihren optimalen Dampfdruck bei ebenfalls 0,8 Pa, allerdings bei einer korrespondierenden Temperatur von 90 – 130 °C (abhängig vom Typ). Das höhere Temperaturniveau ermöglicht eine größere spezifische elektrische Leis­tung der Amalgam-Lampe und damit eine höhere UVC-Strahlung pro cm Leuchtlänge. Dadurch fällt die Baugröße bei analoger Leistung im Vergleich zur Quecksilber-Lampe deutlich kleiner aus. Ein weiteres Einsparpotential ergibt sich auch aus der geringeren Zahl von benötigten Vorschaltgeräten.

Aktuelles Praxisbeispiel

Der „Chlorominator“ mit seiner UV-Technik kommt bereits in zahlreichen Badestätten zum Einsatz. So wurde vor Kurzem auch der Neubau des Kurmittelhauses Bad Liebenstein (Thüringen) mit zwei Chlorominatoren ausgestattet. Das neue Kurhaus verfügt unter anderem über ein Schwimmbad, Erlebnisduschen, eine Saunalandschaft mit Eisbrunnen und Tauchbecken und Entspannungsbäder mit dem Bad Liebensteiner Heilwasser. Dabei setzt das Bad auf Wasseraufbereitung mit UV-Technik. Mitteldruck- und Amalgam-Niederdruck-Lampen reduzieren die auftretenden Chloramine und unterstützen die Wasserentkeimung – so können sich die Badegäste ungetrübt entspannen.